Gli scienziati dell'UNAM studiano le proteine LEA come fattore chiave per la sopravvivenza dei semi durante la siccità

Un team di ricerca dell'Università Nazionale Autonoma del Messico (UNAM) sta approfondendo lo studio dei meccanismi molecolari che permettono ai semi delle piante di mantenere la propria vitalità nonostante l'intensificarsi della siccità a livello globale. Al centro di questa indagine scientifica si trovano le proteine LEA (Late Embryogenesis Abundant), molecole specializzate che si accumulano nei semi proprio quando questi perdono fino al 90% del loro contenuto idrico naturale durante le fasi di maturazione o in risposta a stress ambientali.

Queste proteine, descritte dagli esperti come flessibili e "intrinsecamente disordinate", svolgono un ruolo determinante consentendo all'embrione di passare a uno stato vitreo, o vitrificato, una condizione fisica che assicura la conservazione della vita cellulare per periodi prolungati. Il gruppo guidato dalla dottoressa Alejandra Covarrubias Robles, presso l'Istituto di Biotecnologia (IBt) dell'UNAM, ha confermato sperimentalmente la funzione critica di tali molecole. Attraverso lo studio di mutazioni nei geni che codificano queste proteine flessibili, i ricercatori hanno osservato una drastica riduzione della vitalità dei semi e un'accelerazione dei processi di invecchiamento, confermando così il loro essenziale valore protettivo nel preservare l'integrità biologica.

Per condurre le ricerche, gli esperti hanno utilizzato semi dell'organismo modello Arabidopsis thaliana e di varie colture di leguminose, evidenziando come queste scoperte possano essere applicate in un vasto contesto agricolo. I risultati aprono nuove frontiere per la biotecnologia moderna, con l'obiettivo di sviluppare varietà coltivate dotate di una maggiore resilienza alla disidratazione estrema. Queste proteine, appartenenti al gruppo delle idrofiline e caratterizzate da un'elevata presenza di glicina, favoriscono il mantenimento di una conformazione flessibile nelle soluzioni acquose e sono ampiamente diffuse nei semi e nel polline delle piante terrestri, strutture biologiche che attraversano regolarmente fasi di disidratazione e criptobiosi.

A differenza degli chaperoni molecolari tradizionali, le proteine LEA non richiedono ATP per esercitare la loro azione protettiva e non intervengono nel ripristino della conformazione proteica dopo la disidratazione, agendo invece preventivamente. Il potenziale di queste molecole supera i confini del settore agricolo: studi condotti in vitro suggeriscono che esse siano in grado di stabilizzare altre proteine sensibili, aprendo la strada a un loro impiego innovativo nella conservazione di embrioni animali o di cellule destinate a diverse procedure mediche avanzate. La presenza di proteine LEA e di deidrine (un sottogruppo delle LEA appartenente alla famiglia D-11) è stata riscontrata non solo nei semi, ma anche in numerosi altri tessuti vegetali e persino animali, a testimonianza della loro antica e fondamentale origine evolutiva.

Nel quadro della sicurezza alimentare globale, la comprensione dei meccanismi che permettono ai semi di entrare in uno stato di quiescenza risulta essere di primaria importanza per il futuro del pianeta. Ricerche come quelle portate avanti dall'UNAM possono costituire la base per lo sviluppo di nuove metodologie di selezione genetica e miglioramento varietale, volte a potenziare la capacità di adattamento delle piante ai cambiamenti climatici repentini. L'applicazione efficace di queste conoscenze nel campo delle biotecnologie potrebbe garantire uno stoccaggio a lungo termine più affidabile delle riserve di sementi, un elemento cruciale per la sostenibilità dell'agricoltura mondiale di fronte a condizioni meteorologiche sempre più imprevedibili e ostili.